[发明专利]一种瓦斯抽采钻孔机械式封孔器及其使用方法

说明书

本发明公开了一种瓦斯抽采钻孔机械式封孔器，包括：前端封孔器和后端封孔器，前端封孔器包括第一半自动伸缩胶囊、抽采内管、第一抽采外管、弹性连杆机构和前置固定器，抽采内管和第一抽采外管套设在第一半自动伸缩胶囊内，抽采内管和第一抽采外管通过旋转卡扣结构连接；后端封孔器包括第二半自动伸缩胶囊、压缩轴、齿轮滑动装置、注浆管和后置固定器，压缩轴套设在第二半自动伸缩胶囊内，第二半自动伸缩胶囊两端分别设置第三定压扣和动压扣。本发明利用封孔器的机械结构实现钻孔“两堵一注”的密封功能，实现了快速连接与推送，具有操作简单、效率高的优点。本发明还提出了一种瓦斯抽采钻孔机械式封孔器的使用方法。

技术领域

本发明涉及钻孔密封技术领域，尤其涉及一种瓦斯抽采钻孔机械式封孔器及其使用方法。

背景技术

钻孔瓦斯抽采是煤矿井下瓦斯灾害防治和煤层气资源开发的主要工程方法，而钻孔密封是钻孔瓦斯抽采的关键环节之一。从理论上讲，“固封液，液封气”是当前最为科学的密封原理，因此，由其产生的带压式“两堵一注”钻孔密封工艺成为目前最为广泛使用的钻孔密封技术。但随着绿色化、智能化矿上建设的大力发展，抽采设备的回收和随钻密封技术将成为主流。与封孔囊袋相比，封孔器更有利于满足可回收密封技术和随钻密封技术中对“两堵”的需求，因此是未来发展的主要方向之一。目前广泛使用的封孔器主要有两类，即充胀式封孔器和机械式封孔器；其中，充胀式封孔器的回收主要通过对其囊袋部分进行注水或者低粘液体实现其回收的可能，在停止抽采时，通过对囊袋内流体进行卸压、泄流来实现回收；机械式封孔器通过轴向挤压和径向扩张来实现“两堵”的功能，钻孔自适应性好，且回撤容易，成为目前煤层瓦斯抽采、瓦斯压力测定、煤层注水和压裂等钻孔密封工程中需要对孔内设备进行回收和回撤时广泛的选择。

目前广泛使用的充填式封孔器泄流难度大，孔内设备回收困难，连接及注浆过程复杂，随钻密封难度大；充胀式封孔器双端注浆工艺复杂，注浆密封长度小，回收困难；高压充胀式封孔器更适用于注水、测压等不需要长时间、大截面流体流动的工程中，难以满足瓦斯抽采钻孔对抽采管截面的需求；机械式封孔器钻孔孔内难以固定，需要在孔口安装操作装置，难以实现随钻功能。

发明内容

针对上述技术存在的封孔器回收困难，难以实现随钻功能的技术问题，本发明提出了一种瓦斯抽采钻孔机械式封孔器及其使用方法。

一方面，本发明提出了一种瓦斯抽采钻孔机械式封孔器，包括：

前端封孔器，所述前端封孔器包括第一半自动伸缩胶囊、抽采内管、第一抽采外管、弹性连杆机构和前置固定器，所述抽采内管和所述第一抽采外管套设在所述第一半自动伸缩胶囊内，所述抽采内管和所述第一抽采外管通过旋转卡扣结构连接，所述弹性连杆机构的一端穿过第一定压扣连接所述前置固定器；

后端封孔器，所述后端封孔器包括第二半自动伸缩胶囊、压缩轴、齿轮滑动装置、注浆管和后置固定器，所述压缩轴套设在所述第二半自动伸缩胶囊内，所述第二半自动伸缩胶囊两端分别设置第三定压扣和动压扣，所述动压扣和所述后置固定器固定连接，所述注浆管用于注入密封浆液。

在一些实施例中，所述第一半自动伸缩胶囊与所述第二半自动伸缩胶囊结构相同，所述第一半自动伸缩胶囊包括弹性波纹伸缩胶囊和拉伸弹簧骨架，所述拉伸弹簧骨架固定设置在所述弹性波纹伸缩胶囊内。

在一些实施例中，所述弹性连杆机构远离所述第一定压扣的一端通过固定环连接所述第一抽采外管。

在一些实施例中，所述弹性连杆机构由套管和压缩弹簧组成，所述压缩弹簧设置在所述套管内。

在一些实施例中，所述抽采内管远离所述第一抽采外管的一端穿过第二定压扣连接销孔。

在一些实施例中，所述齿轮滑动装置包括推进管、滑动杆和齿轮，所述齿轮旋转方向与钻进方向平行。

在一些实施例中，所述推进管的一端穿过所述第二半自动伸缩胶囊固定连接所述第三定压扣，所述推进管的另一端穿过所述动压扣连接所述滑动杆。